人教版 (新课标)必修24.重力势能学案设计

这是一份人教版 (新课标)必修24.重力势能学案设计，共5页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，学习过程，情景体验，自主学习，合作探究，知识梳理等内容，欢迎下载使用。

知识与技能
1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．
2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关．
3．知道重力势能的相对性．
过程与方法： 用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程．
情感、态度与价值观
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
【学习重点】
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．
【学习难点】
重力势能的系统性和相对性．
【学习过程】
【情景体验】
情景体验1:若天花板上分别挂一钢球和乒乓球,你在下面有什么不同的感受?
情景体验2:同一个钢球从不同高度处掉落到沙坑中会有什么不同?
探究1:重力势能的大小与那些因素有关呢?(定性分析)
【自主学习】
一、重力的功(认真阅读p63教材并结合图7．4—1、图7．4—2、图7．4—3，独立推导这几种情况下重力做的功)
1、图7．4—1中WG＝
2、图7．4—2中WG=
3、比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？
4、图7．4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?(提示：用微元法)
5在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?
二、重力势能(认真阅读教材65页“重力势能”一段，回答下面几个问题)．
1、物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. 特殊意义在于什么？
2、怎样定义物体的重力势能?重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?
3、重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?
4、重力势能的变化等于什么?
讨论与交流
（1）假设教学楼每层教室的高度是3.5m，日光灯的质量是1kg，你们目测我们教室上面的灯有多高？灯的重力势能是多少？一楼的同学觉得我们教室上方的灯有多高？重力势能是多少？
（2）通过上一个问题，请说一说关于重力势能表达式中的“h”，你有什么看法？
三、重力势能的相对性 (认真阅读教材61页，回答下面几个问题)
我们在研究一个物体重力势能时应该先参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。
注意：1、在参考平面上方的物体的高度是 值，重力势能也是 值
2、在参考平面下方的物体的高度是 值，重力势能也是 值
3、势能是标量，+、—表示大小
4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。
【合作探究】
桌面高1米，一质量为1千克的小球，从离桌面1米高的A处自由落下，不计空气阻力，在这个过程中，分别以
1）、A处所在平面为参考平面；
2）、桌面为参考平面；
3）、地面为参考平面。
求重力做的功和重力势能的变化。
分析上表中的数据，你可以得到什么样的结论？
四、重力做功与重力势能的变化的关系
五.重力势能的系统性
重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是地球上的物体单独具有的。【知识梳理】
【巩固拓展训练】
1.下列说法中正确的是……………( )
A、重力势能恒大于零 B、重力做功的多少与参考平面的选取有关
C、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
D、相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能
2、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（ ）
A、沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多
B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C、沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
D、以上几种情况下克服重力所做的功一样多
3.关于重力势能的理解，下列说法正确的是
A.重力势能是一个定值 B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少
C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0
D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
4．以下叙述中正确的是：
A．重力对物体做正功，物体的重力势能增加； B．物体克服重力做正功，物体的重力势能越少；
C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；
D．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。
5. 如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能
A、mgh B、mgH C、mg（H+h） D、mg（H-h）
6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则()
A.重力做功为50J B.物体的重力势能一定增加50J
C.物体的重力势能一定减小50J D. 物体的重力势能一定是50J
7. 若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为( )
A．沿路径I重力做功最大。 B．沿路径II重力做功最大。
C．沿路径I和II重力做功一样大。 D．条件不足不能判断。
8.井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)()
A.100JB.700JC.－100JD.无法确定
9．在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为270 g的排球从2．8 m的高度扣向对方的场地内．在球被扣到落地的过程中，排球的重力势能变化了多少? 重力对他所做的功是多少? (g取10m／s2)
10、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？
11．边长为L，质量为m的立方体物体静止放在地面，在其旁边有一高为H的水平桌面，如图5。求：（a）若选地面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？（b）若选桌椅面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？
12、 如图所示，一个质量为M的物体，置于水平地面上，其上表面竖直固定着一根轻弹簧，弹簧长为L劲度系数为k，现用手拉着上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离L，在这一过程中，P点的位移(开始时弹簧处于原长)是H，这时物体重力势能增加量为多少？




物
理
量
参考平面
WG／J
EPA／J
EPB／J
△EP
A所在水平面


桌面




地面